Was es bei Schutzkonzepten für Mehrzweckanlagen zu beachten gilt

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Bewertung der Chemie

Gerade bei Mehrzweckanlagen gelten die Murphy-Gesetze, weiß Francis Stoessel von Swissi Process Safety: „Wenn es schiefgehen kann, wird es schiefgehen. Und es wird dann schiefgehen, wenn es am meisten wehtut.“ Beispielsweise bei einer Kühlpanne, wenn der Prozess ungekühlt weiterläuft. Deshalb gilt es, bei der Bewertung chemischer Reaktionen systematisch vorzugehen. Ziel ist es, die Reaktion in einer Anlage selbst im gestörten Betrieb noch beherrschen zu können. Stoessel empfiehlt die Orientierung an Kritikalitätsklassen, die eine Klassifizierung nach Gefahrenpotenzial erlauben: Definierte Schlüsseltemperaturen, nämlich die Prozesstemperatur, die maximale Temperatur der Synthese, die Temperatur, ab der die Nebenreaktion kritisch wird, sowie die technisch bedingte Maximaltemperatur bilden dabei den Leitfaden für das Verhalten einer Reaktion im gestörten Betrieb. Auf Basis der Kritikalitätsklassen lassen sich mit Kalorimetrie oder Thermoanalysen Daten ermitteln, die zur Auslegung eines geeigneten Schutzsystems, z.B. einer Druckentlastung, erforderlich sind.

Schutzmaßnahmen

In der Regel werden Mehrzweckanlagen mit prozessleittechnischen Schutzeinrichtungen überwacht, was genaue Kenntnisse über die Reaktion voraussetzt. Denn es sind Grenzwerte für Prozessparameter zu definieren. PLT-Schutzkonzepte müssen aber immer Hand in Hand mit organisatorischen Maßnahmen gehen: So ist z.B. eine regelmäßige Schulung der Mitarbeiter Pflicht, damit Tätigkeiten, die sich technisch nicht überwachen lassen, zuverlässig ausgeführt werden. Ist die Anlage richtig verschaltet? Wird das richtige Edukt zugeführt? Ist die Apparatur vor Verfahrensbeginn überhaupt leer? Diese Fragen müssen Menschen beantworten. „Aber wie zuverlässig ist der Mensch?“ fragt Andreas Thies, leitender Sicherheitsingenieur bei Merck. Das hänge entscheidend von seiner Leistungsfähigkeit sowie der im Unternehmen gelebten Sicherheitskultur ab, lautet seine Antwort.

Als zusätzliche Schutzebene für PLT-Schutzeinrichtungen werden oft mechanische Sicherheitseinrichtungen wie Sicherheitsventile und Berstscheiben installiert und zunehmend auch Rückhalteeinrichtungen nachgeschaltet. Die Sicherheits- und Rückhalteeinrichtungen müssen jedoch sorgfältig aufeinander abgestimmt und ihre Größe richtig bemessen sein. Nur so sind sie voll funktionstüchtig und treiben die Kosten nicht in die Höhe. Bei der Auslegung solcher Schutzsysteme greift die Norm DIN-EN-ISO 4126, „Sicherheitseinrichtungen gegen Überdruck“, die im Oktober 2010 mit neuen Teilen ergänzt wurde und auch Zweiphasenströmungen berücksichtigt. Darüber, dass sie nicht jedem bekannt ist, zeigte sich Schmidt erstaunt.

Fazit

Passt ein neues Verfahren in die vorhandene Anlage? Ist die Reaktion auch im Störfall beherrschbar? Unterstützen mechanische Schutzmaßnahmen das PLT-Schutzkonzept ausreichend, sind sie richtig dimensioniert? Diese Fragen stellen sich bei Mehrzweckanlagen immer wieder. Bei der Beantwortung helfen die systematische Beurteilung der Chemie sowie die DIN-EN-ISO 4126. Unersetzlich bleiben aber eine hohe Aufmerksamkeit und Sensibilität der Mitarbeiter.

* Die Autorin ist Redakteurin bei PROCESS.

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